一种硼泥再利用的处理方法技术

本发明专利技术涉及废弃硼泥再利用处理技术领域，特别涉及一种硼泥用于冶金造渣材料，去除有害杂质，实现再利用的处理方法。其特征在于通过采用烘干→配碳→造球→还原焙烧的方法，脱除硼泥中的水、磷和硫等有害物质。本发明专利技术通过将硼泥配碳焙烧还原其中的磷氧化物，使之还原为磷蒸气，实现硼泥脱磷，从而实现硼泥用于炼钢造渣的无害化处理，磷蒸气还可用于回收单质磷。因此，本发明专利技术实现了废弃硼泥无害化再利用，具有多方面的技术经济优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及废弃硼泥再利用处理
，特别涉及一种硼泥用于冶金造渣材料，去除有害杂质，实现再利用的处理方法。
技术介绍
我国硼矿资源丰富，已探明储量超过I亿吨(以B2O3计)，是世界上为数不多的硼资源大国；但是，我国多数硼矿石的品位低，且多为硼镁石、硼镁铁等混合型矿石，以碳碱法提取硼砂后，产生大量废弃硼泥(注按目前的生产工艺，每生产I吨硼砂，就要产生3-4吨硼泥);硼泥的主要成分为Mg0、Ca0、Fe203、B203等，关于硼泥综合利用的研究也有开展，如利用硼泥生产硼镁肥和轻质碳酸镁等，但由于硼泥中的硼、铁、镁等均属杂贫矿，提取成本过高， 处理工艺复杂；因此，我国目前尚缺少针对废弃硼泥实现高附加值综合利用的工业化方法，一直作为弃渣堆积处理，不仅占用大量土地资源，而且由于碳碱法提硼后的硼泥具有较强碱性，大量的硼泥露天堆积对土壤和水资源形成严重的污染，长此以往必将危及人类的健康甚至生存；我国以碳碱法生产硼砂四十余年来，定点堆积的硼泥近亿吨，带来的污染及占地问题日益严重，因此，硼泥综合利用问题急待解决。现有技术中，将硼泥作为冶金造渣添加剂的报道较多；如中国专利技术专利(申请号200910012692. 0)炼铁添加剂及其制备方法；中国专利技术专利(申请号=201010505931. 9) 一种电炉炼钢用含硼无氟助熔化渣剂；中国专利技术专利(申请号201110037710. 8) 一种钢连铸结晶器用含硼无氟保护渣及其制备方法，等等，这些现有专利技术都提出在硼泥中配加石灰、硅灰石等制备冶金造渣材料，这是利用硼泥具有熔点低、活性高、易成渣等优点，可以替代炼钢造渣助熔剂萤石、氧化铁球、铁矾土等；但是，现有硼矿提硼技术产生的硼泥中有害物质含量偏高，特别是硼泥中的磷、硫等有害元素，会向钢中增磷和硫，污染钢液，限制了硼泥在冶金造渣中的使用量和使用范围。因此，为解决目前硼泥用于冶金造渣材料存在的磷硫等杂质含量高的问题，本专利技术提出一种硼泥用于冶金造渣材料实现再利用的原料处理方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种硼泥用于冶金造渣材料，去除有害杂质，实现再利用的处理方法，解决硼泥用于冶金造渣存在的磷硫等有害元素含量高的问题，提高硼泥的应用量和应用范围。本专利技术的技术设想原理是硼泥用于冶金造渣的主要有价成分为MgO、CaO、B2O3等，其有害成分主要是P2O5、硫和结晶水等，通过加热焙烧，硼泥中的有机硫和结晶水可有效除去，无机硫通过焙烧，硫化物可以转变为302气体去除；硼泥中的磷主要是磷酸盐，通过还原焙烧，控制体系的温度、配碳量，使磷酸盐中的P2O5还原成P2蒸气以去除，硼泥中MgO、Ca0、B203等在焙烧过程不被还原，所以焙烧后的硼泥可以作为冶金造渣材料。基于上述原理，实现本专利技术的技术方案是专利技术一种硼泥用于冶金造渣材料，去除有害杂质，实现再利用的处理方法，其特征在于通过采用烘干一配碳一造球一还原焙烧的方法，脱除硼泥中的水、磷和硫等有害物质；具体处理方法的特征如下 a)烘干过程主要去除硼泥中的结晶水和有机硫，烘干温度控制在200-300°C，烘干时间控制在0.5小时以上，如果烘干温度过低，无法有效去除结晶水，反之，烘干温度过高，会导致烧结，不利于后序的配碳和混匀及造球； b)硼泥烘干后应成细粉状，经常规的破碎筛分，使其粒度小于0.075mm,然后进行配碳，由于硼泥中的磷主要以磷酸盐形式存在，其还原的难度大于自由的P2O5,硼泥中的氧化铁优先于P2O5还原，因此，欲还原渣中的磷酸盐，必须先还原渣中的氧化铁，所以，配碳量根据硼泥中的氧化铁、磷元素含量和所需的过剩量计算，计算公式为 配碳量[C]%=0. 3 X [Fe2O3]%+l. OX [P]%+ 过剩量 式中配碳量[C]%为配碳的质量分数；[Fe203]%为硼泥中氧化铁的质量分数；[P]%为硼泥中磷元素的质量分数；过剩量取2-3% ； c)采用压球造球法，将配碳并混匀的硼泥粉压球，造球的粒度范围为10-30_； d)硼泥球采用转底炉或隧道窑或回转窑等焙烧设备进行焙烧，焙烧温度控制在700-1200°C，如果焙烧温度低，磷酸盐中的磷难以还原，但焙烧温度过高，硼泥中的其他氧化物如B203、SiO2等也会被还原，另外，高温导致硼泥球粘连严重，甚至熔化，粘附于焙烧设备，这些都是不利的；焙烧时间20-30分钟，根据球的直径确定，当球的平均直径小于20mm时，焙烧时间取下限20分钟，当球平均直径大于25mm时，焙烧时间取上限30分钟；当球的直径为2(T25 mm时，焙烧时间取大于20分钟并小于30分钟，一般为23 28分钟。e)焙烧过程产生的烟气通过水冷后制得磷单质； f )焙烧后的硼泥球经冷却后包装，即可作为冶金造渣材料。本专利技术的主要创造性在于本专利技术中配碳量和还原焙烧体系温度的控制，使之发生选择性还原反应，配碳量需要满足将氧化铁、氧化锰等还原后再将磷酸盐中的磷氧化物完全还原，同时，选择控制焙烧还原温度，控制磷酸盐还原而其他氧化物不被还原，因此，虽然本专利技术采用的是常规还原反应，但还原方法、还原控制是本专利技术的主要创造性所在。与现有技术相比本专利技术的主要优点如下 (1)、硼泥目前作为废弃物堆积，污染环境，本专利技术可以有效降低硼泥中有害元素P、S含量，其中P < 0. 03，S < 0. 03，达到优质冶金造渣材料的标准，实现了硼泥作为优质冶金造渣料的高附加值再利用； (2)、本专利技术的方法处理硼泥后，硼泥球的熔点低，在1200-1400°C，可以替代萤石等传统的造渣助熔剂，消除了氟污染，实现无氟造渣； (3)、本专利技术的方法处理硼泥后，硼泥球不易粉化、抗水性强，可以直接用于冶金造渣，也可以作为原料生产预熔渣产品，适用性更广； (4)本专利技术的方法处理成本低，由于硼泥本身价格低、本专利技术的处理成本不高，采用本专利技术生产的硼泥球比市场上萤石、铁矾土等的价格要低，会带来显著的经济效益。具体实施例方式实施实例I :a、原料处理及焙烧处理 以我国某厂生产硼砂产生的硼泥为原料，硼泥在200°C下烘干烧碱0. 5小时后的成分经分析如下(质量分数 %) =B2O3 2. 5%, CaO 17. 5%, Fe2O3 5%, SiO2 15%, MgO 38%, Al2O3 8%、P 1.6%，S 0.8%，其余为微量酸不溶杂质； b、磨碎、配碳、混匀 将焙烧后的硼泥碾成粉，经常规的破碎筛分，使其粒度为0. 075_，然后进行配碳，配碳 量根据公式[C]%=0. 3 X [Fe2O3] %+l. OX [P]%+过剩量计算，过剩碳量取2%，所以配碳量为[C]%=0. 3X5%+1. 0X1. 6%+2%=5. 1% ； C、采用压球造球法，将配碳并混匀的硼泥粉压球，成品球的粒度控制在26 27mm ；d、硼泥球经转底炉焙烧，焙烧温度控制在1180°C，焙烧30分钟；焙烧后的硼泥球经冷却后包装即可作为冶金造渣材料，焙烧过程产生的含磷烟气经水冷后回收磷单质。经分析，本实施例获得的硼泥球的成分为B2O3 2. 4%, CaO 17. 3%, SiO2 14. 8%, MgO 37. 8%, Al2O3 8. 9%、Fe 3. 1%，P 0. 03%, S0. 03%，其余为微量酸不溶杂质，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硼泥再利用的处理方法，其特征在于通过采用烘干一配碳一造球一还原焙烧的方法，脱除硼泥中有害物质；具体为 a)烘干以去除硼泥中的结晶水和有机硫，烘干温度控制在200-300°C，烘干时间控制在0. 5小时以上； b)硼泥烘干后应成细粉状，经常规的破碎筛分，使其粒度小于0.075_，然后进行配碳，配碳量根据硼泥中的氧化铁、磷元素含量和所需的过剩量计算，计算公式为 配碳量[C]%=0. 3 X [Fe2O3]%+l. OX [P]%+ 过剩量； 式中配碳量[C]%为配碳的质量分数；[Fe203]%为硼泥中氧化铁的质量分数；[P]%为硼泥中磷元素的质量分数；过剩量取2-3%...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏明，李桂荣，赵玉涛，赵钊，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：